1、物理教學之“悟理的魅力?變壓器?教學案例分析【案例背景】：?高中物理課程標準?明確提出了“進一步提高科學素養(yǎng)，滿足全體學生終 生開展需求，“課程實施要注重自主學習，提倡教學方式多樣化，“目標的 達成要從知識和技能、過程與方法、情感、態(tài)度、價值觀三維去考慮。?變壓器?是電磁感應教學的進一步延伸，是傳輸交變電流的重要設備。反思多年的教學，并在新課程理念下對本節(jié)課嘗試了新的教學方式，收到較好的效果。本文以?變壓器?教學為例，通過比擬變壓器教學的兩種設計，闡述新課程 理念下物理規(guī)律課的教學應以實驗為根底， 學生的思維拓展為中心，充分調(diào)動學 生學習的主動性；運用多種教學方式，達成三維教學目標。現(xiàn)將?變壓

2、器?一節(jié) 的教學設計、新老教學方式的比擬、反思與大家共鳴。【案例描述】：一、變壓器教學設計：教學的引入：如圖在開關閉合的瞬間，判斷B線圈中是否有感應電流？閉合穩(wěn)定后和斷 開瞬間線圈是否還有感應電流？假設把A中的電源換成交流電，情形會怎樣？ 如果在兩個線圈中分別插入鐵芯，那么 B線圈中電流比原來大還是小? 如果把鐵芯閉合呢？每一設問，在理論分析的同時并用實驗驗證。最后一問實驗中用小燈泡代替 電流表進行演示，鐵芯閉合后會明顯感到電燈亮了許多。從而指明了鐵芯的功能： 是磁的通路。學生和教師在一起探索中分享收獲知識的喜悅。變壓器構(gòu)造水到渠 成。原先的教學中，往往先向?qū)W生介紹變壓器的構(gòu)造：兩個線圈、一閉

3、合的鐵芯，再與學生說明鐵芯在這里的作用， 這樣的教學使學生被動接受知識， 而未能從學生最近的開展出發(fā)，運用已學的電磁感應原理，深化知識的理解，激發(fā)學生的思維，同時也未讓學生自覺的參與到變壓器構(gòu)造的設計之中，這樣教學就不能充分調(diào)動學生的學習興趣。2、變壓器工作原理1從上面的教學中可知變壓器的工作原理是什么？當變壓器的原線圈接 上交變電源后，副線圈兩端為何會有電壓而使小燈泡發(fā)光呢？學生通過對變壓器工作時電磁關系的分析，得出變壓器的工作原理是互感。2從能的轉(zhuǎn)化角度看，變壓器是怎樣進行能量的轉(zhuǎn)化和能量的傳輸？用 一臺手搖發(fā)電機能使“小燈泡正常發(fā)光，那能否讓 220V大燈泡正常工作呢？引導學生理解變壓器

4、中能量轉(zhuǎn)化遵循“電能磁能電能，明確變壓器在變壓 的同時只能傳遞能量，而不能生成能量，深一步挖掘知識的內(nèi)涵。3、理想變壓器的規(guī)律在忽略銅損、鐵損、磁通量損失的根底上得出理想變壓器的概念，引導學生 理解：原、副線圈交變電壓的頻率相同；原、副線圈的能量相同；穿過原、 副每一匝線圈的磁通量相同。下面來探究原、副線圈兩端電壓的關系。引導學生從理論上進行推導穿過原、副每一匝線圈的相同一磁通量變化量相同，那么穿過每一匝線圈 的磁通量的變化率相同實驗驗證在副線圈一端用一長直導線繞三個匝數(shù)相同的線圈，并且用一交流電壓表測 量端電壓。原線圈兩端接220V交流電，副線圈放入一線圈，電壓表偏轉(zhuǎn)3格量 程選交流10V檔

5、；再放入一線圈電壓表又偏轉(zhuǎn) 3格；再放一線圈電壓表又偏 轉(zhuǎn)3格，而且線圈如果反一個面放入會發(fā)現(xiàn)電壓是削弱的，這又說明電壓與線圈的繞向有關。I Iirrwaii kA匡1通過實驗加強學生的感性認識，使學生對抽象的公式有了一個具體的物化從 而到達新的升華。學生對實驗中線圈的反向放入很感興趣， 同時也帶出了新的問 題：線圈的繞向與電動勢的示數(shù)的關系，鼓勵學生在課后對這個問題進行討論。以往教學中我在理論上推導出變壓器的電壓比后，會利用現(xiàn)成的線圈演示電壓比，讓學生看電壓的升高或降低來強化推導的結(jié)論。演示實驗中缺乏動態(tài)的變化，導致學生大腦中構(gòu)筑不出與物理知識相對應的物理圖景，不能形成物理過程的動態(tài)形象。這

6、樣教師教得辛苦，學生學得更辛苦。在新教學中通過多個實驗建立起“形象的“物理模型，使學生在進行抽象的邏輯思維的同時，能“形 象地觀察和理解有關的物理現(xiàn)象，培養(yǎng)其形象思維能力，以此激發(fā)學生學習物理的興趣，而一旦產(chǎn)生興趣，就可以轉(zhuǎn)化為自覺學習、克服困難的動力。這樣教 師可以輕松地教，學生輕松的學，到達教學雙贏。辨析理解ali如果把鐵芯換成日字形如圖，原、畐懺圈匝數(shù)比為 ，貝u變壓器的電 壓之比_= ?解決這個問題的關鍵是理解這種變壓器與前面的模型的差異。通過這種形式的變壓器教學，暴露學生可能死記公式的毛病，引起學生對公式、定理成立的條件的重視，讓學生明白我們之所以能得出理想變壓器的電壓比滿足 I，前

7、提條件是穿過每一匝線圈的磁通量的變化率相同。讓學生分析此變壓器穿過原、 副線圈的磁通量的特點，順利得出穿過原、畐懺圈的磁通量的變化率滿足I 1兇 -_j，那么此變壓器的電壓比應滿足： 。教學中我們要引導學生對所學知識的理解和掌握，讓學生明白如何去進行 新知識的遷移。如果學生忽略對公式、 定理的理解而只會生搬硬套，那么當遇到 新知識挑戰(zhàn)只會束手無策。4知識的延伸根據(jù)已掌握的變壓器的知識導出輸入電流11和輸出電流的關系12因假設換成多個副線圈，那么電流的關系又會怎樣？ 引導學生自己去推導：Uili=U2l2+U 3l3+UnIn 。5實驗擴展a. 在繞了幾匝的線圈上串聯(lián)一小電動機，電動機的軸上粘了

8、兩片小葉片。把它套入變壓器的鐵芯中，當原線圈端接入 220交流電時會發(fā)現(xiàn)電動機帶動葉片 轉(zhuǎn)動b. 在原線圈同一鐵芯上端套入一鋁環(huán)，把它先放好，當原線圈接通電壓的瞬 間，鋁環(huán)會跳得很高；c. 利用大電流進行電焊根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，當副線圈的匝數(shù)小于原線圈的匝數(shù)時就可獲得大電流，從而根據(jù) Q=l2Rt放出的巨熱到達焊接的目的。通過豐富實驗來加強學生對知識的理解，包括對知識的應用能力。引導學生學以致用，為將來更好效勞社會而努力。4、知識的穩(wěn)固與深化如下列圖，將電鍵逐個閉合，使小燈泡依次接入電路，試討論電流表的示數(shù)會怎么變化？因?qū)W生討論后，教師演示實驗，讓學生觀察電流表的示數(shù)是否與他們討論的結(jié) 果吻

9、合。引導學生得出上題的結(jié)論，歸納理想變壓器工作的動態(tài)規(guī)律：變壓器確定 后，原副線圈上的電壓比不隨負載變化而變化； 變壓器的輸入電流、功率分別 由輸出電流、功率決定；輸出電壓由輸入電壓決定。3以往教學在電流比得出后會通過適量的練習來加強知識的穩(wěn)固，也會讓學生討論此類問題，在討論后教師總結(jié)歸納。 但對實驗環(huán)節(jié)不一定重視，孰不知在理論根底上再經(jīng)歷一次視覺的刺激將給學生留下更深刻的印象。二、教學理念這節(jié)課從學生的原有認知出發(fā)，通過實驗手段，引導學生一步一步圍繞變壓 器的原理及工作特性展開教學，讓學生自己進行討論、分析，逐步完成教學。教 學中表達：學生主體新課程要求改變學生的學習方式，倡導學生自主探究，

10、學習的主動權(quán)要交給 學生，因而教學方法上要采用多種途徑給學生創(chuàng)造自主的時機，為此教師必須：1師生互動教學中教師不要泛泛而談，占據(jù)著主導地位，要注意師生間的平等交流，與 學生一同成為知識的探索者。教學開始不急于介紹變壓器的構(gòu)造，而從學生 的電磁感應現(xiàn)象出發(fā)，過度到如何有效的進行電壓的“傳遞，包括鐵芯的插入 與閉合，引導學生積極參與討論。2思維復原稚化在備課或講課時，教師要把自己的思維降格，后退到學生的思維水平上。面 對一個問題，要多從學生的思維角度、思維習慣和方法去體驗。教學中：問學生 閉合鐵芯有何作用？隨即打個比方：自來水從籠頭流出后無方向性，滿地流淌， 而如果加條皮管子，水都在管子里流。這種

11、通俗的語言讓學生感覺既熟悉又生動。 再如練習“原、畐線圈的匝數(shù) ni : n2=1 ：2，當原線圈接到12V蓄電池， 那么副線圈兩端的輸出電壓是多少？ 中，大局部學生都會得出24V。讓學生重新 思考，卻發(fā)現(xiàn)接入電源是直流電，無須用變壓公式。3丨時空余地人的思維活動總是需要一定的時空條件才能進行的，因此在教學活動中，要 堅持“延遲判斷的原那么，給學生必要的時間，引導他們積極參與物理知識的探 索、發(fā)現(xiàn)和推理過程，使得學生對于物理結(jié)論的判斷， 產(chǎn)生于經(jīng)歷必要的思維過 程之后。同時還要發(fā)揮“空白效應，即在教學中教師要給學生留下一些空白， 讓學生獨立去思考，盡情想象，以充分發(fā)揮學生的主動精神。比方：在驗

12、證線圈 電壓與匝數(shù)關系時，線圈正向與反向放入電壓表的示數(shù)不同， 這就可以引導學生 自己去思考為什么會有這種效應； 在推導多個副線圈接入電流間的關系時， 引導 學生去理解公式前提。突出實驗本節(jié)課以實驗貫穿教學首尾，運用直觀手段使教學的氣氛、師生的情緒處于 良好的情境中。教學實踐說明，只有建立在豐厚的實驗根底上的物理概念、 規(guī)律 或模型，才能使學生建構(gòu)起良好的認知結(jié)構(gòu)。1運用實驗演示情境運用演示實驗的教學手段，能創(chuàng)設直觀而富有趣味的情境，激發(fā)學生的思維 和情感，使之進入特定的學習狀態(tài)。教師在教學中應根據(jù)學生已有的認知結(jié)構(gòu)和 思維層次，運用實驗創(chuàng)設情境，激發(fā)學生的思維。在教學引入局部：當鐵芯閉合 后

13、小燈泡亮了許多，學生都發(fā)出了“哇的驚異聲；當變壓器接上電源時，鐵芯發(fā)出了 “嗚嗚聲，下面的學生說“小心，有電，這時叫學生上來觸摸一下鐵 芯，并無觸電感，加深學生對鐵芯性能的認識。2丨運用實驗驗證結(jié)論高中實驗一般都是驗證性的實驗，如果只讓學生按部就班去驗證課本中的內(nèi) 容，讓學生感覺課堂氣氛很一般。這里指的是教師要開辟新的思維去創(chuàng)設一些新 的實驗，讓學生多角度來理解公式、定理。在驗證原副線圈的電壓與匝數(shù)關系時 不是利用原配的線圈，而是利用繞制線圈，隨著線圈的參加觀察電壓表示數(shù)的變 化規(guī)律；而且在實驗過程中引導學生發(fā)現(xiàn)新的問題：線圈的正、反向放，電壓表 的示數(shù)為何不一樣？對于實驗中出現(xiàn)的問題要引導學

14、生去分析，對于存在的問題要討論怎樣進行改進。3運用實驗探索問題讓學生了解任何一個規(guī)律、定理的發(fā)現(xiàn)都是科學家經(jīng)歷無數(shù)次的實驗后積累 起來的。本節(jié)教學中通過設計多層次實驗， 加深學生對知識理解同時，也提升了 學生利用實驗來探究未知事物的興趣和能力。思維中心學生學習過程是一個“再發(fā)現(xiàn)或“重新發(fā)現(xiàn)的過程。為此：1活化教材，優(yōu)化教學過程教學中從舊知識的引入到變壓器工作原理的理解，及對變壓器的特性的研究，始終以學生的思維為中心，不管是教師的講授，還是實驗，都積極創(chuàng)造一種有利于學生獨立思考的情景，將學生始終置于 探索者、發(fā)現(xiàn)者的位置。2提升學生的學習過程，讓學生充分體驗教學中樂趣，鼓勵學習的自覺性。在穩(wěn)固練

15、習中先讓學生討論：當副線圈的負載變化時，原線圈中的電流怎 么變，隨后用演示實驗來驗證學生的結(jié)論。此過程充分調(diào)動了學生的主動 性，從中讓學生體驗了科學的思維方法，拓寬思維的深度和廣度。3突出多維度的教學目標每一節(jié)課都要考慮三個方面的目標：知識能力目標、過程與方法、情感、態(tài)度、價值觀。本節(jié)教學中一連串的設與問，多個實 驗的展示，學生與教師間的交流、互動促使多維目標的達成。從?變壓器?一節(jié)課的教學中，折射出物理規(guī)律課教學的一般策略：以實驗為根底，學生的思維拓展為中心，充分發(fā)揮學生的主體，注重規(guī)律形成過程的教 學、實驗探究過程的教學、知識開展過程的教學；強調(diào)學以致用，聯(lián)系生活實際, 提高學生對知識的遷移和能力活化； 運用多種教學方式，促使學生達成三維教學 目標。【案例反思】：這節(jié)教學設計有成功的地方，也還有值得改進的地方。成功的地方 有以下幾點：1、教學思路清晰，教學知識結(jié)構(gòu)“變壓器的結(jié)構(gòu)、“變壓器的 工作原理、“變壓器的工作規(guī)律安排合理。2、教學方法多樣，有集體教學、 個別提問、小組討論、分組實驗等；教學以問題為線索，層層深入、引人入勝， 有設問、創(chuàng)設情景引發(fā)問題，以探究為手段，設計生動有